学年选修4 第四章 电化学基础Word文档下载推荐.docx

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考点：

考查电解原理的有关应用和计算

点评：

该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。

试题综合性强，旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。

该题的关键是明确电解池的工作原理，先根据原子守恒计算析出铜单质的物质的量，再根据铜与转移电子之间的关系计算转移电子的物质的量，有利于培养学生的逻辑推理能力和逆向思维能力。

3．.有A、B、C、D四块金属片，用导线两两连接插入稀硫酸中，可以组成各种原电池。

若A与B连接时，A为负极；

C与D相连时，C溶解，D上有氢气生成；

A与C连接时，C为正极；

B与D相连时，电子由D极经导线流向B极，则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序是

A、ABCDB、ACDBC、CADBD、BDCA

【答案】B

【解析】在原电池中较活泼的金属作负极失去电子，被氧化，发生氧化反应。

不活泼的金属作正极，负极所失去的电子经导线传递到正极上，所以根据题意可判断，金属性强弱顺序为A＞C＞D＞B，所以答案是B。

4．能用电解原理说明的问题是

①电解是把电能转化为化学能②电解是化学能转化成电能③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生.

A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤

电解是把电能转化为化学能，①正确；

电解质溶液导电实质是电解，属于化学变化，金属导电是物理变化，③正确；

通过电解，可以实现不能自发进行的氧化还原反应，④正确；

电解时，必然发生氧化还原反应，⑤正确；

故D正确。

本题考查电解原理。

5．下列关于铜电极的叙述不正确的是:

（）

A．铜锌原电池中铜是正极

B．用电解法精炼铜时粗铜作阳极

C．在镀件上镀铜时可用铜作阳极

D．电解稀硫酸溶液制H2、O2时铜做阳极

A、铜锌原电池中，锌比铜活泼，所以铜是正极，正确；

B、用电解法精炼铜时粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为含铜离子的溶液，正确；

C、在镀件上镀铜时可用铜作阳极，镀件作阴极，铜离子溶液为电解质溶液，正确；

D、电解稀硫酸溶液制H2、O2时铜做阳极，则阳极是Cu发生氧化反应，不是氢氧根离子发生氧化反应，所以不可能得到氧气，错误，答案选D。

考查电化学反应原理的判断，Cu电极的3

6．锂—铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。

该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O＝2Cu+2Li＋+2OH－，下列说法不正确的是

A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动

B．放电时，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e－＝4OH－

C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O

D．整个反应过程中，氧化剂为O2

A、因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以Li+透过固体电解质向Cu极移动，A正确；

B、该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力，由方程式可知铜电极上并非是氧气直接放电，正极反应为Cu2O+H2O+2e-＝Cu+2OH-，B错误；

C、放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，C正确；

D、由C项分析知：

铜先与氧气反应生成Cu2O，放电时Cu2O重新生成Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，氧气为氧化剂，D正确；

但选B。

【考点定位】本题主要是考查原电池原理

【名师点晴】结合原电池结构，明确原电池的工作原理，电极上得失电子及电极反应式是解本题关键。

解答时注意结合装置图和题干信息分析判断。

7．在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是

A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大B．a是正极，b是负极

C．导线中有电子流动，电子从a极到b极D．a极上发生了氧化反应

原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应；

由于a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极失去电子，发生了氧化反应，b是正极，溶液中的氢离子在b电极上得到电子，生成氢气，即碳棒上有气体放出，溶液的pH变大，导线中有电子流动，电子从a极到b极，ACD正确，B错误；

答案选B。

考查原电池的有关判断

8．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是

A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低

B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高

C．当杠杆为导体时，A端低B端高；

杠杆为绝缘体时，A端高B端低

D．当杠杆为导体时，A端高B端低；

杠杆为绝缘体时，A端低B端高

【解析】当杠杆为导体时，构成了原电池，A端Cu球上会析出铜增重，A端低；

当杠杆为绝缘体时，加CuSO4溶液后溶液密度增大，对Cu球的浮力增大，所以A端上升。

9．LED产品的使用为城市增添色彩。

右图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。

下列有关叙述正确的是

A．该装置将化学能最终转化为电能

B．a处通入O2

C．b处为电池正极，发生还原反应

D．通入O2的电极上发生的电极反应为O2＋4H+＋4e–＝2H2O

A、该装置的能量转换有化学能、电能和光能，A项错误；

B、由电子流向可知a为负极，b为正极，负极上发生氧化反应，通入氢气，正极上发生还原反应，通入的是氧气，B项错误；

C、b为正极发生的电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，发生还原反应，C项正确；

D、通氧气的一极为b极，b为正极发生的电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，D项错误；

答案选C。

考查化学电源

10．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。

根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。

此法的原理如图所示，反应的总方程式为：

2Cu+Ag2O=Cu2O＋2Ag下列有关说法正确的是

A.工业上以黏土、石灰石和石英为主要原料来制造普通水泥

B.负极的电极反应式为2Cu＋2OH－—2e－＝Cu2O+H2O

C.测量原理示意图中，电流方向从Cu经过导线流向Ag2O

D.电池工作时，溶液中OH-向正极移动

本题可采用排除法。

普通水泥的主要成分是2CaO·

SiO2,3CaO·

SiO2和3CaO·

Al2O3，一般以黏土和石灰石为主要原料，没有石英的，故Ａ错；

Ｃ项Ag2O→2Ag，Ag的化合价降低，发生还原反应，故Ag2O为正极，电流方向应从Ag2O经过导线流向Cu，Ｃ错；

由于OH—在负极被消耗，故溶液中的OH—应向负极移动，Ｄ错。

故Ｂ正确。

11．右图是模拟铁的电化学防护装置。

以下叙述正确的是（）

A．此装置属于电解池

B．此装置中的铁极上发生氧化反应

C．该电化学防护法称为“牺牲阳极阴极保护法”

D．该电化学防护法称为“外加电源阴极保护法”

正确答案C

A．不正确，没有外加电源，此装置属于原电池

B．不正确，此装置中的铁极上发生还原反应：

O2＋4e―＋2H2O=4OH―

C．正确

D．不正确。

该电化学防护法称为“牺牲阳极阴极保护法”

12．用惰性电极电解下列足量溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质（括号内物质），溶液与原来溶液完全一样的是（　　）

A．NaCl（盐酸）B．NaOH（NaOH）C．AgNO3（Ag2O）D．CuSO4[Cu（OH）2]

A．惰性电极电解氯化钠溶液，电极生成物是氯气、氢气和氢氧化钠，所以需要加入的是氯化氢，故A错误。

B．惰性电极电解氢氧化钠溶液，实质是电解水，加入的应该是水，故B错误。

C．电解AgNO3溶液生成Ag和氧气，需要加入的是Ag2O，故C正确。

D．惰性电极电解硫酸铜溶液，生成物是铜、氧气和硫酸，所以需要加入的是氧化铜或碳酸铜，故D错误。

电解原理

13．钢铁在锈蚀过程中，下列五种变化：

①铁由+2价转化为+3价；

②氧气被还原；

③产生氢气；

④氢氧化铁失水形成Fe2O3·

H2O；

⑤杂质碳被氧化。

可能发生的是

A．①②B．③④C．①②③④D．①②③④⑤

中性电解质环境下，钢铁生锈的过程中的化学变化为：

负极：

Fe-2e-=Fe2+，正极：

2H2O+O2+4e-=4OH-，总反应为：

2Fe+2H2O+O2+4e-=2Fe（OH）2，Fe（OH）2迅速被氧化：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，Fe（OH）3失水变成Fe2O3•3H2O；

酸性电解质环境下，钢铁生锈的过程中的化学变化为：

2H++2e-=H2↑，总反应为Fe+2H+=2Fe2++H2↑；

反应过程中碳不反应．故C正确。

本题考查钢铁腐蚀。

14．用两支惰性电极插入250mlCuSO4溶液中，通电电解。

当电解液的pH从6.0变为2.0时（电解时阴极没有氢气放出，且电解液在前后体积变化可以忽略），则阴极增重（　　）

A.80mg　　　　　B.160mg　　　　C.320mg　　　　D.640mg

【答案】A

【解析】电解液中生成的H+的物质的量为：

（10－2—10－6）×

0.25=2.5×

10－3mol

由电解反应式2CuSO4＋2H2O

2Cu＋O2↑＋2H2SO4可知阴极铜的质量为80mg

故答案为A

15．下图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间，下列有关描述错误的是（）

A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．红墨水柱两边的液面变为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是：

Fe-2e-=Fe2+

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

A．生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，故A正确；

B．左边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，所以左边试管内气体的氧气减小，右边试管内气体的压强不大，导致U型管内红墨水左高右低，故B错误；

C．生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应Fe-2e-→Fe2+，故C正确；

D．左边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，故D正确，故选B。

【考点定位】考查金属的腐蚀与防护

【名师点晴】明确生铁在中性溶液中易发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中易发生析氢腐蚀是解题关键；

生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；

左边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，据此分析解题。

16．（12分）按下图装置进行实验，并回答下列问题

（1）判断装置的名称：

A池为B池为

（2）铜极为______极，电极反应式为

（3）B装置中，C1与C2均为石墨棒，石墨棒C1为___极，电极反应式为，石墨棒C2附近发生的实验现象为

（4）当C2极析出224mL（标准状态）气体时，锌的质量减少g.

【答案】

（1）原电池；

电解池；

各1分

（2）正；

（1分）Cu2++2e-=Cu（2分）（3）阳（1分）2Cl--2e-=Cl2↑；

（2分）有无色气体产生；

附近溶液出现红色；

（2分）（4）0.65（2分）

左边的装置可以构成一个原电池，那么右边的装置就是一个电解池。

A池为原电池，B池为电解池。

（2）铜比锌的活泼性弱，所以铜做正极，Cu2+在正极反应，电极反应为：

Cu2++2e-=Cu。

（3）C1接原电池的正极，作阳极，C2接原电池的负极做阴极。

C1作阳极，阴离子在阳极放电，Cl-的放电能力比OH-强，故C1的电极反应为：

2Cl--2e-=Cl2↑；

阳离子在C2放电，H+的放电能力比K+强，故C2的电极反应为：

2H++2e-＝H2↑,H+放电后阴极附近的OH-浓度增大，溶液显碱性，溶液中滴有酚酞，那么溶液就会变红，所以看到的现象有：

有无色气体产生；

（4）当C2极析出224mL（标准状态）气体时，气体的物质的量为0.01mol，根据2H++2e-＝H2↑,有0.01mol气体生成时转移的电子为0.02mol，再根据Zn-2e-＝Zn2+，转移0.02mol的电子时反应的Zn的物质的量为0.01mol，Zn的质量为0.65g。

原电池和电解池的工作原理。

17．（6分）依据氧化还原反应：

2Ag+（aq）+Cu（s）=Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如下图，回答下列问题：

（1）电极X的材料是，电解质溶液Y是。

（2）银电极为电池的极。

（3）盐桥中阳离子向移动（填“左”或“右”）。

（4）外电路中电子是从（填电极材料名称，下同）电极流向电极。

（1）铜；

AgNO3溶液

（2）正（3）右（4）铜，银

根据总反应式可知，图中一个简单的铜-银原电池构造，所以铜失电子做负极，X电极材料为金属铜；

银离子得到电子被还原，银做正极，相应电解质溶液为AgNO3溶液；

由于左边有大量Cu2+生成，所以为保持左边溶液电中性，会吸引盐桥中的阴离子向左移动；

而相反右边电极Y有大量Ag单质析出，Ag+大量减少，会使盐桥中阳离子往右移动，而由铜失去的电子从外电路转移给银电极。

本题考查的是原电池原理知识。

18．利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。

某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢。

反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe3+等可循环使用。

（1）写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。

（2）若电解池A中生成3.36LH2（标准状况），试计算电解池B中生成Fe2+的物质的量。

（3）若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为amol·

L-1和bmol·

L-1，光催化反应生成Fe3+的速率为cmol·

L-1，循环系统中溶液的流量为Q（流量为单位时间内流过的溶液体积）。

试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。

（1）A：

2H++2I-

H2↑+I2；

B：

4Fe3++2H2O

O2↑+4H++4Fe2+

光催化反应池：

2Fe2++I2

2Fe3++2I-

（2）0.300mol（3）

L·

min-1

（1）电解池A中，H+和I-反应生成H2和I2，则反应的离子方程式是2H++2I-

H2↑+I2。

电解池B中，Fe3+和H2O反应生成O2、H+和Fe2+，则反应的离子方程式是4Fe3++2H2O

O2↑+4H++4Fe2+。

光催化反应池中，H+、I2、Fe2+反应生成H+、I-和Fe3+，则光催化反应池中的离子方程式是2Fe2++I2

光照

=

2Fe3++2I-。

（2）n（H2）＝

＝0.150mol

转移电子的物质的量为n（e-）＝2n（H2）＝0.150mol×

2＝0.300mol

因为电解池A、B是串联电解池，电路中转移的电子数目相等

所以n（Fe2+）＝n（e-）＝0.300mol

（3）根据化学反应2Fe2++I2

2Fe3++2I-可知

光催化反应生成I-的速率v（I-）＝v（Fe3+）＝cmol·

电解池A中消耗I-的速率应等于光催化反应池中生成I-的速率

amol·

L-1×

Q-bmol·

Q＝cmol·

Q＝

考查电化学原理的有关判断和计算以及反应速率的计算

该题是中等难度的试题，试题基础性强，在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生基础知识的巩固和训练，旨在培养学生的灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。

该题的关键是明电解池的工作原理，利用好电子的得失守恒，然后结合题意灵活运用即可。

19．（16分）“向海洋进军”，已成为世界许多国家发展的战略口号，海水中通常含有较多的Ca2+、Mg2+、

等杂质离子，以海盐为原料的氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下：

依据上图，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极的电极反应式为　　　　　　　；

（2）电解过程的总反应的化学方程式_________________________________________。

（3）电解槽阳极产物可用于_____________________________（至少写出两种用途）。

（4）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程中除去这2种离子所发生反应的离子方程式为：

。

（5）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是

a．Ba（OH）2　　　b．Ba（NO3）2　　　c．BaCl2

（6）为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-加入试剂的合理顺序为

a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂　　　

b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3

c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3

（7）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表：

温度/℃

20

30

40

50

60

70

80

90

100

NaOH/g

109

118

129

146

177

300

313

318

337

NaCl/g

36

36.3

36.6

37

37.3

37.8

38.4

39

39.8

根据上述数据，脱盐工序中利用通过　　　、　（填操作名称）除去NaCl。

【答案】31.（16分）

（1）2Cl--2e-=Cl2↑（2分）

（2）2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑（2分）

（3）制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等（任写2种）（2分）

（4）Ca2++CO32-=CaCO3↓，（2分）　Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓（2分）

（5）a、c　（2分）　（6）b、c　（2分）　（7）蒸发结晶、趁热过滤；

（2分）

（1）与电源正极相连的电极为阳极，溶液中的阴离子（Cl-OH-）Cl-优先放电，电极反应为：

（2）饱和食盐水中阴阳离子分别为：

Cl-、OH-、Na+、H+，通电后，Cl-、H+优先放电生成氯气和氢气，因此电解过程的总反应为2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑（3）阳极产物为氯气，实际上考察氯气的用途：

制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等，根据要求写；

（4）精制的过程中加入了NaOH、Na2CO3所以离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓，　Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓（5）为了防止引入新的杂质，只能加入BaCl2或Ba（OH）2，Cl-不属于杂质离子，OH-最后通过滴加适量的盐酸除去；

（6）物质提纯中依次除杂的原则是：

先加的除杂试剂要过量，后加入的除杂试剂不仅能除去原有的杂质离子也能除去新进入的杂质离子，所以粗盐精制的要求是①除去SO42-要在除去Ca2+之前，②最后用盐酸调溶液至中性，所以方法有多种。

（7）当两种物质都可溶，但溶解度随温度变化差异较大时，常用结晶的方法

考察电解原理的应用；

物质的用途；

物质的除杂；

离子方程式的书写等知识。

20．某小组同学以碳棒为电极电解CuCl2溶液时，发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外，还有少量白色物质析出。

为探究阴极碳棒上的产物，同学们阅读资料并设计了如下过程：

Ⅰ.有关资料：

铜的化合物颜色性质如下

物质

颜色、性质

氢氧化铜Cu（OH）2

蓝色固体不溶于水

硫酸铜（CuSO4）

溶液呈蓝色

氧化亚铜（Cu2O）

红色固体不溶于水

氯化铜（CuCl2）

浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色

氯化亚铜（CuCl）

白色固体不溶于水

碱式氯化铜

绿色固体不溶于水

Ⅱ.探究实验：

（1）提出假设

①红色物质一定有铜，还可能有Cu2O；

②白色物质为铜的化合物，其化学式可能为__________________________。

（2）实验验证

取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒，洗涤、干燥，连接下列装置进行实验，验证阴极产物，

①实验前，检查装置A气密性的方法是_______________________________。

②实验时，各装置从左至右的连接顺序为A→________→______→B→________→________。

（3）观察现象，得出结论

实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，F中物质不变色，D中出现白色沉淀，根据现象①碳棒上的红色物质是否有Cu2O________（填“是”或“否”），理由是________________________________________________________；